VLAGA U ATMOSFERIAtmosferska vlaga predstavlja sadržaj vodene pare u zraku

Većina se vodene pare formira isparavanjem s vodenih površina na uobičajenim temperaturama

Kada čvrsta faza (led) prelazi direktno u stanje vodene pare bez prolaska kroz prelazno tečno stanje, naziva se sublimacija.

Najvažnije fizičke značajke vlage u atmosferi su: • zasićenje, • točka rosišta, • deficit saturacije, • latentna toplota isparavanja, • apsolutna vlažnost, • relativna vlažnost.

VLAGA U ATMOSFERIZasićenjeZrak je zasićen (saturiran) ako sadrži maksimalnu količinu vodene pare koju može primiti pri određenoj temperaturi i tlaku

Tlak kojim djeluje vodena para u zasićenom stanju zove se ravnotežni tlak ili tlak zasićenja i označava se s Pv.

Svakoj temperaturi zraka odgovara jedna maksimalno moguća količina vodene pare.

Kad je ta količina postignuta dolazi do uspostavljanja procesa kondenzacije i kondenzira se upravo toliko vodene pare koliko je isparavanjem dolazi u zrak. Tada kažemo da je vodena para u zasićenom stanju, odnosno da je zrak zasićen vodenom parom.

VLAGA U ATMOSFERI

Temperaturazraka(0C)

Tlak saturisanevodene pare

Nagib krive

(mmHg) (mb) (mmHg/0C)

0,0 4,58 6,11 0,30

5,0 6,54 8,72 0,45

7,5 7,78 10,37 0,54

10,0 9,21 12,28 0,60

12,5 10,87 14,49 0,71

15,0 12,79 17,05 0,80

17,5 15,00 20,00 0,95

20,0 17,54 23,38 1,05

22,5 20,44 27,95 1,24

25,0 23,76 31,67 1,40

27,5 27,54 36,71 1,61

30,0 31,81 42,42 1,85

32,5 36,68 48,89 2,07

35,0 42,81 57,07 2,35

37,5 48,36 64,46 2,62

40,0 55,32 73,14 2,95

42,5 62,18 84,23 3,25

45,0 71,20 94,91 3,66

VLAGA U ATMOSFERI

Svakoj temperaturi zraka odgovara određeni ravnotežni tlak vodene pare tj. vrijedi

Magnus-Tetensova formula:

t - temperatura zraka, e - baza prirodnih logaritama, c1 - ravnotežni tlak vodene pare pri 0 C a

iznosi 6,11 hPa, c2 i c3 - konstante ovisne o agregatnom stanju vodene površine. One su određene empirijski i c2 je brojčana veličina a c3 ima dimenziju temperature.

VLAGA U ATMOSFERIDonji sloj atmosfere nije zasićen vodenom parom pa je stvarni tlak vodene pare manji od ravnotežnog tlaka.

Oba tlaka se iskazuju u hektopaskalima(hPa) ili milibarima(mb). Stvarni tlak vodene pare je mjerilo vlažnosti zraka, a pomoću njega i ravnotežnog tlaka određuju se ostale veličine preko kojih pratimo i opisujemo vlagu u zraku poput apsolutne i relativne vlažnosti.

Relativna vlažnost zraka pokazuje koliko se vodene pare nalazi u zraku prema maksimalnoj količini koju bi zrak mogao sadržavati pri jednakoj temperaturi.

Relativna vlažnost 50% znači da se u zraku nalazi polovica količine vodene pare koji bi zrak uz istu temperaturu mogao sadržavati.

Što se stvarni tlak razlikuje više od ravnotežnog, to je relativna vlažnost manja. Kad su tlakovi jednaki zrak je zasićen vodenom parom, relativna vlažnost je 100 %.

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

Apsolutna vlažnost zraka se određuje omjerom mase vodene pare u volumenu zraka. Dobije se primjenom plinske jednadžbe:

Ukoliko se tlak vodene pare iskazuje u hPa, a temperatura zraka u kelvinima, apsolutna vlažnost je iskazana u g/m3.

3vv 3

mmasa vodene pare (g)a g /m

Vvolumen zraka (m )

VLAGA U ATMOSFERI

Rosište je temperatura pri kojoj vodena para počinje kondenzirati. Ta se temperatura može postići tako da se, na primjer, uz nepromijenjenu količinu vodene pare zrak ohlađuje do zasićenja. Tada stvarni tlak vodene pare postaje jednak ravnotežnom tlaku.

Pri rosištu ili nižoj temperaturi kondenzacijom stvaraju se kapljice vode i na bilju se pojavljuje rosa, ili se stvara mraz, ovisno o tome da li je rosište više ili niže od 0 C.

1v2

1v3r clnplnc

clnplncT

Deficit saturacije je razlika između tlaka saturirane vodene pare pri temperaturi zraka t i stvarnog tlaka (nesaturirane) vodene pare. Deficit saturacije ili zasićenja ukazuje na dodatnu količinu pare koju bi mogao primiti zrak na temperaturi t, prije nego što postane saturiran. Deficit saturacije značajan je kao pokazatelj mogućnosti isparavanja ali i padavina. Što je on veći mogućnost isparavanja je veća, a mogućnost formiranja i pojave padavina manja.

VLAGA U ATMOSFERI

Latentna toplota isparavanja je količina toplote apsorbirane jedinicom mase supstance, bez promjene u temperaturi, pri prelasku iz tečnog u plinovito stanje. Suprotna promjena stanja otpušta ekvivalentnu količinu toplote koja se naziva latentnom toplotom kondenzacije.

Latentna toplota isparavanja vode L, varira u ovisnosti o temperaturi ali se može točno definirati do temperature od 400C pomoću slijedećeg izraza:

t56,0597L (cal/g) gdje je t temperatura površine vode u 0C.

Latentna toplota fuzije – čvrsto u tečno stanje (79,7 cal/g).

Latentna toplota sublimacije – čvrsto u plinovito stanje (675 cal/g)

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VJETARGibanja zraka su vektorske veličine koje opisuju smjer i iznos gibanja čestica zraka. To su zračna strujanja. Razliku se vodoravna i uspravna strujanja. Vodoravno gibanje zraka=vjetar.

Intenzitet vjetra

Iznos (intenzitet) gibanja čestica zraka ili brzine zračne struje izražava se u jedinicama brzine.

1ČV=1 NM/h (nautička milja /sat) = 1.852 km/h, 1 ČV=0.514 m/s, 1 m/s=1.944 ČV

VJETARSmjerIzražava se pomoću zemljopisnih strana svijeta, može se prikazati u stupnjevima.Grafički prikaz smjerova zove se ruža čestinaRuža čestina se obično dijeli na 16 dijelova i prikazuje za različite vremenske jedinice.

VJETARRuža vjetrova

Jačina i smjer vjetra se određuju ružom vjetrova (8 ili16 smjerova), u stupnjevima(0 do 360°). 0 znači izostanak vjetra

VJETAR

Anemometar određuje brzinu vjetra. Sastoji se od Robinsonovog križa.

Anemograf bilježi smjer i brzinu vjetra. Koristi anemometar i vjetrokaz

VJETARBura je tipični vjetar Jadranskog primorja koji nastaje u obalnom moru uz koje planinski lanci dijele topliji zrak od hladnijeg (nad kopnom). Bura je pretežno suh, jak i hladan vjetar koji puše sa SI, a na udare doseže brzinu i do 50 m/s (na smjer i brzinu odlučujući utjecaj ima oblik kopna).

Jugo uvjetovan općim južnim strujanjem nastalim zbog Sredozemne ciklone (Genova) ili na Jadranu, a samo ponekad kao dio strujanja vjetra široko koji puše na širem prostranstvu Sredozemlja dolazeći iz Afrike. Jugo obično puše iz južnog kvadranta, dok sve bliže obali zbog utjecaja orografije i trenja skreće na jugoistočni kvadrant. To je topli i vlažni vjetar, koji se javlja uz oblačno i kišovito vrijeme. Puše po nekoliko dana ujednačenom brzinom oko10 m/s. Postoji ciklonsko jugo i anticiklonsko jugo. Njegovim dolaskom postupno padne tlak, te poraste temperatura i vlaga. Valovi su visoki 3 –5 m

VJETAR

Mnogi smatraju da je vodena pijavica ustvari manji tornado nad vodom te da takvu pijavicu kad prijeđe s vodene površine nad kopno valja smatrati tornadom. U nas se ove vrtložne pojave nazivaju pijavicama, a samo u slučaju većih razornih djelovanja na kopnu, tornadima. Rotacija u vrtlogu pijavice češće je u ciklonalnom smjeru.Gibljiva cijev pijavice ljevkastog je oblika te je često nagnuta. Proteže se od oblaka do morske površine. Promjera je od dvadesetak do stotinu metara. Brzine kojima zrak kruži oko sniženog tlaka u središtu vrtloga kreću se od nekoliko km/hpa do 80 km/h u iznimnim slučajevima.

Pijavica ili tromba je atmosferski vrtlog manjeg razmjera i kratkog trajanja koji se pri izrazito nestabilnoj atmosferi pojavljuje ispod olujnog kumulonimbusa. Može nastati iznad vodene površine (vodena, ili ako nastane nad morem, morska pijavica, odnosno tromba marina) te nad kopnom.

EVAPOTRANSPIRACIJA

Evapotranspiracija predstavlja prelaz vode iz tečnog (ili čvrstog) stanja u vodenu paru (plinovito stanje).

Do isparavanja dolazi sve dok postoji izvor vlage, gradijent tlaka vodene pare između površine vode i atmosfere i izvor energije.

Isparavanje ovisi o raspoloživoj energiji, temperaturi vode i zraka, deficitu zasićenosti zraka vodenom parom, brzini vjetra, insolaciji, atmosferskom tlaku i kemijskim osobinama vode.

EVAPOTRANSPIRACIJA

EVAPOTRANSPIRACIJA

Potencijalna evapotranspiracija predstavlja maksimalan iznos evapotranspiracije koji bi se ostvario u uvjetima dovoljne količine vlage (vlaga nije ograničena).

Stvarna evapotranspiracijaje iznos isparavanja za stvarne tj. realne uvjete vlažnosti .

EVAPOTRANSPIRACIJA

Određivanje evapotranspiracijeTri glavna pristupa: • Teoretski pristupi bazirani na fizici procesa, • Analitički pristupi temeljeni na bilanci energije ili vode • Empirijski pristupi.

Da bi uopće moglo doći do isparavanja, trebaju nužno biti ispunjena dva fizička zakona. Primarno na raspolaganju mora biti energija (latentna toplota isparavanja). Odmah zatim, isparena voda mora biti otklonjena s kontaktne površine u atmosferu, kako bi se proces isparavanja kontinuirano nastavio.

EVAPOTRANSPIRACIJA

Isparavanje sa slobodne vodene površine

EVAPOTRANSPIRACIJA

Mjerenje evapotranspiracije - LIZIMETAR

EVAPOTRANSPIRACIJA

Mjerenje evapotranspiracije – VODNA BILANCA

EVAPOTRANSPIRACIJASHEMA LIZIMETRA

(P ET)A V IZ

P – oborine (mjere se) u (mm),ET – evapotranspiracija u (mm) – nepoznata,A – površina horizontalnog presjeka posude (poznata),ΔV – promjena zapremine vode u posudi (mjeri se vaganjem),IZ – zapremina vode koja je istekla iz posude.

LIZIMETAR

EVAPOTRANSPIRACIJA

Metode proračuna evapotranspiracije

Thornthwaiteova metodaBlaney-CriddlePenmanova metodaPenman-Monteith metodaAntalova metodaMetoda EaglemanaMetoda IvanovaMetoda ChristiansenaMetoda HargreavesaMetoda Lowry-JohnsonMetoda TurcaMetoda Kuzmina

Sve metode predstavljaju empirijske izraze za proračun evapotranspiracije.

Većina ovih metoda kao ulazne podatke koriste podatke o temperaturi, vlažnosti, radijaciji, vjetru kao i podatke vezane uz karakteristike tla.

EVAPOTRANSPIRACIJA

J - Thornthwaite-ov godišnji toplinski indeksI - Thornthwaite-ov mjesečni toplinski indeksT - srednjadnevna temperatura zraka (°C)Tmjes - srednja mjesečna temperatura zraka (°C)So - srednjednevno astronomsko trajanje sijanja sunca u satimaφ - zemljopisna širina(u°)ETp - dnevna referentnaeva potranspiracija(mm)

OBLACIOblaci su:• jedan od stadija kruženja vode u prirodi ili• hidrometeor sastavljen od čestica vode i/ili leda izdignutih iznad Zemlje

OBLACITroposfera - najniži sloj atmosfere, najbliži Zemljinoj površini

Zrak se dizanjem hladi, a pad temperature utječe na količinu vodene pare koju zrak može apsorbirati

U višim dijelovima atmosfere zrak je hladniji, može primiti manju količinu vodene pa lakše dolazi do kondenzacije

OBLACIPodnica ili baza oblaka• Visoki• Srednji• NiskiPodnica srednjih oblaka je na visini 2-4 km u polarnim, 2-7 km u umjerenim i 2-8 km u tropskim.

Shematski prikaz različitih vrsta oblaka

OBLACIRodovi oblaka:

- Cirrus (vlaknast) - Altus (visok)- Cumulus (grudast)- Nimbus (kišni)- Stratus (slojevit)

OBLACI

OBLACI

OBLACI

OBLACIKondenzacijske jezgre

Da bi proces kondenzacije ili sublimacije mogao započeti neophodno je postojanje kondenzacijskih jezgri.

OBLACI

OBLACI

OBLACI

OBLACI

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINEKratak povijesni pregled istraživanja snježnih pahuljicaVeć 1611. godine čuveni znanstvenik Johannes Kepler u svojoj knjizi “A New Year's Gift of Hexagonal Snow“ raspravljao je o uočenoj šesterokutnoj pravilnosti oblika snježnih pahuljica.

1635. godine, snježne pahuljice privukle su pažnju filozofa i matematičara Renéa Descartesa. On je zabilježio vrlo detaljne i nadasve dojmljive opise prostim okom vidljivih oblika pahuljica. Uočio je da su nalik pločicama leda, te da su šesterokutnog oblika, vrlo pravilne, najčešće sa šest jednakih krakova.

Prvi koji se dokopao optičkog mikroskopa bio je Robert Hook. Promatrane oblike snježnih pahuljica pažljivo je crtao rukom te ih je zajedno s detaljnim opisima 1665. objavio u knjizi 'Micrographia'. Zahvaljujući njegovom radu očitom je postala kompleksnost strukture i jasno istaknuta tada zagonetna simetrija snježnih pahuljica.

OBORINEKratak povijesni pregled istraživanja snježnih pahuljica

Wilson Bentley, živeći u okruženju koje je veći dio godine okovano snijegom, 1885. započeo je s mikrofotografiranjem snježnih pahuljica.

Tijekom 50 godina prikupio je oko 5000 fotografija i to samo onih od skladnih i pravilnih

OBORINEKratak povijesni pregled istraživanja snježnih pahuljica

U Japanu znanstvenik Ukichiro Nakaya prvi je proveo sustavno istraživanje oblika snježnih kristala. Od 1932., detaljno je dokumentirao zapažanja svih tipova smrznutih padalina, te ih je jasno identificirao i katalogizirao.

Dokazao je pretpostavku da su temperatura i vlažnost u atmosferi najodgovorniji za oblike snježnih pahuljica.

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE